src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2018. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "ptask_L07.hpp"
   7 #include "surf/surf.hpp"
   8 #include "xbt/config.hpp"
   9
  10 #include <unordered_set>
  11
  12 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  13 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  14
  15 /**************************************/
  16 /*** Resource Creation & Destruction **/
  17 /**************************************/
  18 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  19 {
  20   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  21   xbt_assert(not surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  22   xbt_assert(not surf_network_model, "network model type already defined");
  23
  24   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  25   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  26 }
  27
  28
  29 namespace simgrid {
  30 namespace surf {
  31
  32 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  33   auto* maxmin_system = new simgrid::kernel::lmm::FairBottleneck(true /* selective update */);
  34   set_maxmin_system(maxmin_system);
  35   surf_network_model = new NetworkL07Model(this, maxmin_system);
  36   surf_cpu_model_pm  = new CpuL07Model(this, maxmin_system);
  37 }
  38
  39 HostL07Model::~HostL07Model()
  40 {
  41   delete surf_network_model;
  42   delete surf_cpu_model_pm;
  43 }
  44
  45 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  46     : CpuModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
  47 {
  48   set_maxmin_system(sys);
  49 }
  50
  51 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  52 {
  53   set_maxmin_system(nullptr);
  54 }
  55
  56 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  57     : NetworkModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
  58 {
  59   set_maxmin_system(sys);
  60   loopback_ = NetworkL07Model::createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE);
  61 }
  62
  63 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  64 {
  65   set_maxmin_system(nullptr);
  66 }
  67
  68 double HostL07Model::next_occuring_event(double now)
  69 {
  70   double min = HostModel::next_occuring_event_full(now);
  71   for (kernel::resource::Action const& action : *get_started_action_set()) {
  72     const L07Action& net_action = static_cast<const L07Action&>(action);
  73     if (net_action.latency_ > 0 && (min < 0 || net_action.latency_ < min)) {
  74       min = net_action.latency_;
  75       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", &net_action, net_action.get_start_time(), min);
  76     }
  77   }
  78   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  79
  80   return min;
  81 }
  82
  83 void HostL07Model::update_actions_state(double /*now*/, double delta)
  84 {
  85   for (auto it = std::begin(*get_started_action_set()); it != std::end(*get_started_action_set());) {
  86     L07Action& action = static_cast<L07Action&>(*it);
  87     ++it; // increment iterator here since the following calls to action.finish() may invalidate it
  88     if (action.latency_ > 0) {
  89       if (action.latency_ > delta) {
  90         double_update(&(action.latency_), delta, sg_surf_precision);
  91       } else {
  92         action.latency_ = 0.0;
  93       }
  94       if ((action.latency_ <= 0.0) && (action.is_suspended() == 0)) {
  95         action.updateBound();
  96         get_maxmin_system()->update_variable_weight(action.get_variable(), 1.0);
  97         action.set_last_update();
  98       }
  99     }
 100     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.", &action, action.get_remains(),
 101               action.get_variable()->get_value() * delta);
 102     action.update_remains(action.get_variable()->get_value() * delta);
 103
 104     if (action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION)
 105       action.update_max_duration(delta);
 106
 107     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", &action, action.get_remains());
 108
 109     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 110      *  - The amount of remaining work reached 0
 111      *  - The max duration was reached
 112      * If it's not done, it may have failed.
 113      */
 114
 115     if (((action.get_remains() <= 0) && (action.get_variable()->get_weight() > 0)) ||
 116         ((action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION) && (action.get_max_duration() <= 0))) {
 117       action.finish(kernel::resource::Action::State::FINISHED);
 118     } else {
 119       /* Need to check that none of the model has failed */
 120       int i = 0;
 121       kernel::lmm::Constraint* cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 122       while (cnst != nullptr) {
 123         i++;
 124         void* constraint_id = cnst->get_id();
 125         if (static_cast<simgrid::kernel::resource::Resource*>(constraint_id)->is_off()) {
 126           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", &action);
 127           action.finish(kernel::resource::Action::State::FAILED);
 128           break;
 129         }
 130         cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 131       }
 132     }
 133   }
 134 }
 135
 136 kernel::resource::Action* HostL07Model::execute_parallel(int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 137                                                          double* bytes_amount, double rate)
 138 {
 139   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 140 }
 141
 142 L07Action::L07Action(kernel::resource::Model* model, int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 143                      double* bytes_amount, double rate)
 144     : CpuAction(model, 1, 0), computationAmount_(flops_amount), communicationAmount_(bytes_amount), rate_(rate)
 145 {
 146   int nb_link = 0;
 147   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 148   double latency = 0.0;
 149
 150   this->hostList_->reserve(host_nb);
 151   for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 152     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 153     if (flops_amount[i] > 0)
 154       nb_used_host++;
 155   }
 156
 157   /* Compute the number of affected resources... */
 158   if(bytes_amount != nullptr) {
 159     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 160
 161     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 162       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 163
 164         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 165           double lat=0.0;
 166
 167           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 168           hostList_->at(i)->route_to(hostList_->at(j), route, &lat);
 169           latency = std::max(latency, lat);
 170
 171           for (auto const& link : route)
 172             affected_links.insert(link->get_cname());
 173         }
 174       }
 175     }
 176
 177     nb_link = affected_links.size();
 178   }
 179
 180   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 181   latency_ = latency;
 182
 183   set_variable(model->get_maxmin_system()->variable_new(this, 1.0, (rate > 0 ? rate : -1.0), host_nb + nb_link));
 184
 185   if (latency_ > 0)
 186     model->get_maxmin_system()->update_variable_weight(get_variable(), 0.0);
 187
 188   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 189     model->get_maxmin_system()->expand(host_list[i]->pimpl_cpu->get_constraint(), get_variable(), flops_amount[i]);
 190
 191   if(bytes_amount != nullptr) {
 192     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 193       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 194         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 195           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 196           hostList_->at(i)->route_to(hostList_->at(j), route, nullptr);
 197
 198           for (auto const& link : route)
 199             model->get_maxmin_system()->expand_add(link->get_constraint(), this->get_variable(),
 200                                                    bytes_amount[i * host_nb + j]);
 201         }
 202       }
 203     }
 204   }
 205
 206   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 207     this->set_cost(1.0);
 208     this->set_remains(0.0);
 209   }
 210   delete[] host_list;
 211 }
 212
 213 kernel::resource::Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 214 {
 215   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[2]();
 216   double* flops_amount = new double[2]();
 217   double* bytes_amount = new double[4]();
 218
 219   host_list[0]    = src;
 220   host_list[1]    = dst;
 221   bytes_amount[1] = size;
 222
 223   return hostModel_->execute_parallel(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 224 }
 225
 226 Cpu* CpuL07Model::create_cpu(simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 227 {
 228   return new CpuL07(this, host, speed_per_pstate, core);
 229 }
 230
 231 kernel::resource::LinkImpl* NetworkL07Model::createLink(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 232                                                         s4u::Link::SharingPolicy policy)
 233 {
 234   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 235 }
 236
 237 /************
 238  * Resource *
 239  ************/
 240
 241 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 242     : Cpu(model, host, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, speed_per_pstate->front()), speed_per_pstate,
 243           core)
 244 {
 245 }
 246
 247 CpuL07::~CpuL07()=default;
 248
 249 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 250                  s4u::Link::SharingPolicy policy)
 251     : LinkImpl(model, name, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, bandwidth))
 252 {
 253   bandwidth_.peak = bandwidth;
 254   latency_.peak   = latency;
 255
 256   if (policy == s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE)
 257     get_constraint()->unshare();
 258
 259   s4u::Link::on_creation(this->piface_);
 260 }
 261
 262 kernel::resource::Action* CpuL07::execution_start(double size)
 263 {
 264   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[1]();
 265   double* flops_amount = new double[1]();
 266
 267   host_list[0]    = get_host();
 268   flops_amount[0] = size;
 269
 270   return static_cast<CpuL07Model*>(get_model())->hostModel_->execute_parallel(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 271 }
 272
 273 kernel::resource::Action* CpuL07::sleep(double duration)
 274 {
 275   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 276   action->set_max_duration(duration);
 277   action->suspended_ = kernel::resource::Action::SuspendStates::sleeping;
 278   get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_weight(action->get_variable(), 0.0);
 279
 280   return action;
 281 }
 282
 283 bool CpuL07::is_used()
 284 {
 285   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 286 }
 287
 288 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 289 void CpuL07::on_speed_change()
 290 {
 291   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 292   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 293
 294   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 295   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 296     kernel::resource::Action* action = static_cast<kernel::resource::Action*>(var->get_id());
 297
 298     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), speed_.scale * speed_.peak);
 299   }
 300
 301   Cpu::on_speed_change();
 302 }
 303
 304 bool LinkL07::is_used()
 305 {
 306   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 307 }
 308
 309 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 310 {
 311   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", get_cname(), this, value);
 312   if (triggered == speed_.event) {
 313     speed_.scale = value;
 314     on_speed_change();
 315     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 316
 317   } else if (triggered == state_event_) {
 318     if (value > 0)
 319       turn_on();
 320     else
 321       turn_off();
 322     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 323
 324   } else {
 325     xbt_die("Unknown event!\n");
 326   }
 327 }
 328
 329 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 330 {
 331   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", get_cname(), this, value);
 332   if (triggered == bandwidth_.event) {
 333     set_bandwidth(value);
 334     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 335
 336   } else if (triggered == latency_.event) {
 337     set_latency(value);
 338     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 339
 340   } else if (triggered == state_event_) {
 341     if (value > 0)
 342       turn_on();
 343     else
 344       turn_off();
 345     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 346
 347   } else {
 348     xbt_die("Unknown event ! \n");
 349   }
 350 }
 351
 352 void LinkL07::set_bandwidth(double value)
 353 {
 354   bandwidth_.peak = value;
 355   LinkImpl::on_bandwidth_change();
 356
 357   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 358 }
 359
 360 void LinkL07::set_latency(double value)
 361 {
 362   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 363   L07Action *action;
 364   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 365
 366   latency_.peak = value;
 367   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 368     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
 369     action->updateBound();
 370   }
 371 }
 372 LinkL07::~LinkL07() = default;
 373
 374 /**********
 375  * Action *
 376  **********/
 377
 378 L07Action::~L07Action(){
 379   delete hostList_;
 380   delete[] communicationAmount_;
 381   delete[] computationAmount_;
 382 }
 383
 384 void L07Action::updateBound()
 385 {
 386   double lat_current = 0.0;
 387
 388   int hostNb = hostList_->size();
 389
 390   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 391     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 392       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 393
 394         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 395           double lat = 0.0;
 396           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 397           hostList_->at(i)->route_to(hostList_->at(j), route, &lat);
 398
 399           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 400         }
 401       }
 402     }
 403   }
 404   double lat_bound = kernel::resource::NetworkModel::cfg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 405   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 406   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
 407     if (rate_ < 0)
 408       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), lat_bound);
 409     else
 410       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), std::min(rate_, lat_bound));
 411   }
 412 }
 413
 414 }
 415 }